自転車が倒れないのはなぜ？

質問

人が乗っていない時の自転車は左右どちらかに倒れるのに、人が乗って自転車を運転している時に倒れないのはなぜ？慣性の法則が関係しているのでしょうか？

回答No.5

satou03 · ベストアンサー

遠心力だと思います。

無意識に、傾いた方向へハンドルを切ることによって、直進から円運動に変わります。
ペダルをこぐことによって、円運動から遠心力が生まれ、
倒れる逆の方向（外側）へ重心が移動します。
よって、
傾いた姿勢が、垂直に起き上がることができると考えます。

自転車は、まっすぐ直進しているように見えますが、
実は、振り子のように重心（体）が左右にゆれながら、車輪の軌跡はＳ字を描いて進んでいます。
ゆっくり走ると、よくわかります。
速度を上げることによって、より直線的な軌跡を描きます。

（バランスのとれた・事故により変形していない）自転車やバイクは、走行中
人間がハンドルを切らなくても、重心を移動させることによって、ハンドルが切れます。
ほとんどの右左折は、重心移動によって曲がっています。
そして、傾いた体を遠心力によって元へ戻す力（ペダルをこぐ）で、姿勢を整えています。

細かく倒れない理由を追求するのであれば、
１．微妙な「アクセルワーク」「ペダルをこぐ力」ではないでしょうか？
もしくは、
２．遠心力は、回転する円の大きさにも左右されるので、円の大きさを変えるための微妙な「ハンドルワーク。」

いずれも、倒れる逆向きの力を作るための操作です。

お礼

５人の方回答ありがとうございました。
何気に乗っていた自転車ですが、ふと「どうしてだろう？？」と思い・・・・自分なりにいろいろ考え始めたら眠れなくなりました。（笑）
今度自転車に乗る時は、初心に帰ってバランスを意識してみます。
うまいことできているなあ。って感心するかも！！

回答No.4

Haizy

初心に返ってみましょう。

自転車にはじめて乗ったとき・・・・補助輪がついていましたね。
補助輪を取る為に、どれだけ転んだか・・・。

＞自転車を運転している
”運転している”という次点で、転ぶ事は問題から外れていると思いますが・・というわけで、操縦者次第だと思います。だって、転ぶのイヤじゃぁ無いですか
痛いし、カッコ悪いし、危ないし。
好んで転ぶ人・・・居ます？？（え？スタントマン！？あれは仕事で・・・（＾＾；）

＞倒れないのは・・・
逆に、操縦者が原因で無いなら、同じ質量の「人形」でも転ばないはず。

＞慣性
スピードが早ければ、直進安定性が増しますね。ハンドルを放しても、真直ぐ進みやすいです。（※危険ですので、良い子は真似をしないでください。）

でわでわ

回答No.3

rakki

自転車は、人が乗っていなくても、坂道などで自走すれば倒れませんよね。
コインを転がしてみてください。転がっている間は倒れません。
ところが、コインを二枚、棒で縦につないだものがあるとします。
これを、平面で転がすと、勢いのあるうちは真っ直ぐ進みますが、勢いが落ちるとパタン、と倒れます。
これに比べて、一枚の時は倒れる方向に傾いて回転し始めます。
難しい言葉ですが、このコインが曲がる方向に働く力を「キャンバースラスト」といいます。
自転車も曲がる時にはこの力を利用しています。

自転車の前輪が付いている軸（フロントフォークといいます）は傾いていますね。軸の先を伸ばして地面に到達する場所と、前輪の軸を垂直に地面に降ろしたときの位置を比べてください。
前輪の軸の位置のほうが後ろにあると思います。これがＮｏ２の回答にある「オフセット」です。
これで直進の安定性を得ますが、このままでは曲がりにくいので一般的な自転車は、フロントフォークの先が少しだけ進行方向に曲がっています。
このオフセットの効果を減らしています。このため曲がりやすくなっています。
他にも多くの複雑な要素が絡んでバランスを取って走行しているのですが、ややこしくなるので割愛します。
自転車は、直進性と、回転性という相反する二つの機能を要求され、それを上手にバランスできるように調整してあります。
後は人が乗って、この自転車が持つ潜在能力を発揮させてやれば、スムースな運転ができるのです。
自転車は直進の安定性を確保しつつ、曲がることでもバランスを取っているのです。

回答No.2

fuji1

こんばんわ。
#1の方が書かれているように、倒れないようにしているというのは本当です。
ただ、操縦者はなかなか気がつかないと思います。
その秘密は実は「前輪のフォーク」にあります。
よく見てください。前輪の中心は、必ずフォーク軸より少し前にオフセットされています。
これによって、直進安定することになっています。
自転車が倒れこもうとすると、ハンドルが自動的に倒れるのです。（そちらに向きを変えるということです）
ペダルをこいでいれば、この力が働きつづけるので、自転車は倒れません。
手放し運転もこれで説明できます。（スピードがでていれば倒れこまないので、手放しでも直進します）
このことは、オートバイにも同様にいえます。
ちょっとした発明が大きな効果を生んでいる例ですね。。

回答No.1

noname#1280

乗ってる人間が倒れないようにバランスをとっているからです。

どちらかに転けそうになると、ハンドルを切ったり、身体を動かしたりしてバランスをとります。

車輪が回ることによる「ジャイロ効果」も影響があるとは思いますが、乗っている
モノがバランスをとっているのが重要だと思います。

実際にバイクのアクセルを固定して、手を離すとバイクは多少進みますがすぐに倒れます。

この事からも「ジャイロ効果」より「バランス」だと僕は思います。